Tim Briggs a construit une carrière chez Sandia National Laboratories en déchirant et en cassant les choses avec son équipe de collaborateurs. Maintenant, il a développé un outil de test de rupture qui pourrait aider à tout renforcer, des cadres structurels des avions aux téléphones portables.

Briggs a déposé un brevet pour un dispositif associé à des matériaux composites structuraux liés avec le titre trompeusement banal "Mode I Fracture Testing Fixture".

Le dispositif, un petit lot de deux cintres pas plus gros qu'une main, s'insère dans un trou percé avec précision au milieu de deux matériaux de structure collés ensemble. Les cintres se fixent ensuite à une machine d'essai traditionnelle conçue pour séparer l'échantillon collé afin de mesurer sa résistance. Avant l'innovation de Briggs, la préparation de l'échantillon et la réalisation d'une série de tels tests de fracture peuvent prendre des jours voire des semaines de plus.

« Nous séparons les échantillons de fracture de manière très contrôlée, "Briggs, qui travaille dans le laboratoire de structures légères de Sandia, mentionné. "Puis, nous sommes en mesure de mesurer la réponse du matériau et de quantifier les propriétés de rupture pertinentes, qui nous informe sur la manière dont les fissures peuvent réellement se développer lorsqu'elles sont utilisées dans des produits finis sous diverses conditions de charge. »

Dans chaque industrie et produit de consommation, les choses se cassent. Cela peut entraîner une perte de propriété, litige, blessures et pertes de vie. Parfois, la fracturation se produit parce qu'une conception est conçue sans une compréhension complète de la façon dont les matériaux se comportent dans certaines conditions.

"Pensez aux applications critiques comme un avion pressurisé à 30, 000 pieds avec 300 âmes ou plus à bord en s'appuyant sur des surfaces collées dans le cadre d'un chemin de charge critique, " expliqua Briggs. " Cela ne peut jamais échouer. Mais les gens ne veulent pas non plus que leur bâton de hockey en fibre de carbone ou leur vélo de montagne très bénins pour lesquels ils ont payé des centaines voire des milliers de dollars se cassent. »

Le dispositif et la méthodologie peuvent être appliqués « à tout ce qui se trouve entre les deux :dispositifs médicaux, aérospatial, solvabilité automobile, ouvrages civils, récipients sous pression, loisirs et sportifs. Chaque structure est probablement affectée par des mécanismes de rupture par rupture, et les tests sont difficiles. Ce nouveau dispositif et cette nouvelle approche visent à simplifier un peu les choses, " il a dit.

Avant de développer ses cintres, Briggs et son équipe devraient aligner et coller des charnières aux spécimens, ce qui a ajouté beaucoup de temps et d'argent au processus avant même que vous ne puissiez configurer et effectuer l'expérience.

"Aussi simple que cela soit, " a-t-il déclaré à propos de la nouvelle approche utilisant le système de suspension à rotation libre, "c'est un peu la nouveauté de cet appareil. Il y a une beauté et une simplicité ici. Maintenant, vous pouvez complètement abandonner l'ancien, processus laborieux de collage des charnières sur les surfaces de l'échantillon. Je ne peux pas vous dire combien de travail cela a été pour nous de couper les charnières, abraser et nettoyer toutes les surfaces collées, mélanger les adhésifs, aligner précisément la charnière sur la face de l'échantillon, coller la charnière sur un côté de l'éprouvette, permettez-lui de guérir, range ce désordre, puis recommencez de l'autre côté. Maintenant, il suffit littéralement de percer un trou et de partir."

Le dispositif en instance de brevet de Briggs permet à son équipe d'obtenir un délai beaucoup plus rapide et peu coûteux pour obtenir ces propriétés de fracture critique, ce qui permet de mieux comprendre les conditions qui pourraient provoquer la rupture et la défaillance des matériaux.

Parce que le temps de test est considérablement réduit, les ingénieurs auront la possibilité d'améliorer les choses en soumettant des échantillons à un plus large éventail de conditions environnementales et de charge, garantir des performances plus prévisibles pour améliorer la fiabilité et la sécurité tout en réduisant les coûts de recherche et de développement.

Les entreprises peuvent non seulement rendre leurs produits plus sûrs et plus fiables grâce à cette nouvelle approche, mais les économies réalisées grâce à une recherche et un développement plus efficaces ainsi que la réduction des litiges en matière de responsabilité pourraient être répercutées sur le consommateur.

Briggs a dit, "J'espère que cette nouvelle approche, et le travail qu'elle pourrait permettre à d'autres, peut avoir une large portée et un impact au-delà de la mission de sécurité nationale de Sandia, toucher plus visiblement la vie quotidienne des gens dans leurs activités quotidiennes."